Внутрішнє тертя

Содержание

Слайд 2

Внутрішнє тертя або в'я́зкість — це властивість рідких речовин (рідин і

Внутрішнє тертя або в'я́зкість  — це властивість рідких речовин (рідин і газів) чинити опір переміщенню

однієї їх частини відносно іншої. 
Слайд 3

За одиницю в’язкості в СІ беруть коефіцієнт в’язкості такої речовини (газу),

За одиницю в’язкості в СІ беруть коефіцієнт в’язкості такої речовини (газу),

в якій при градієнті швидкості, що дорівнює одиниці, через 1 м2 площадки переноситься кількість руху 1 кг ∙ м/с за 1 с. Отже, коефіцієнт в’язкості виражається в кілограмах на метр-секунду [кг/(м ∙ с)]. У системі одиниць СГС коефіцієнт в’язкості виражається у грамах на сантиметр-секунду [г/(см ∙ с)]. Цю одиницю називають пуаз. Одиницею виміру коефіцієнта кінематичної в’язкості є відповідно квадратний метр на секунду (м2/с) і квадратний сантиметр на секунду (см2/с). Цю одиницю називають стокс.Згідно із законом Ньютона для внутрішнього тертя в'язкість характеризується коефіцієнтом пропорційності  між напруженням зсуву   і градієнтом швидкості руху шарів   у перпендикулярному до деформації зсуву напрямку (поверхнішарів): Коефіцієнт   називають динамічний коефіцієнт в’язкості або абсолютною в'язкістю. Одиниця вимірювання динамічного коефіцієнта в'язкості  — Па c, Пуаз (0,1Па·с).Кількісно динамічний коефіцієнт в'язкості дорівнює силі F, яку треба прикласти до одиниці площі зсувної поверхні шару S, щоб підтримати в цьому шарі ламінарну течію із сталою одиничною швидкістю відносного зсуву.
Слайд 4

Типи в'язкості Закон Ньютона для в'язкості, наведений вище, є класичною моделлю

Типи в'язкості

Закон Ньютона для в'язкості, наведений вище, є класичною моделлю в'язкості.

Це не основний закон природи, а наближення, що має місце для деяких матеріалів і не підтверджується для інших. 
Неньютонівської рідини мають значно складніший зв'язок між напруженням зсуву і градієнтом швидкості, ніж проста лінійність. Тому, для різних видів рідин застосовують різні моделі в'язкості:
Слайд 5

Ньютонівська рідина: рідина, така як вода і більшість газів, що має

Ньютонівська рідина: рідина, така як вода і більшість газів, що має стале значення

динамічної в'язкості.
Дилатантна рідина: рідина, в'язкість якої із зростанням градієнту швидкості зростає (глиняні суспензії, солодкі суміші, гідрозоль кукурудзяного крохмалю, системи пісок/вода).
Псевдопластик: рідина, в'язкість якої із зростанням градієнту швидкості зменшується (фарби, емульсії, деякі суспензії).
Тиксотропна рідина: рідина, в'язкість якої з перебігом часу зменшується (водоносні ґрунти (пливуни), біологічні структури, різні технічні матеріали).
Реопексна рідина: рідина, в'язкість якої з перебігом часу зростає (гіпсові пасти, суспензії оксиду ванадію,бетоніти та окремі види принтерного чорнила).
Бінгамівський пластик: модель Бінгама схожа до моделі сухого тертя. В статичних умовах рідина веде себе як твердий матеріал, а при силовому впливі починає текти..
Магнітореологічна рідина це тип "смарт-рідини", яка, при впливі магнітного поля значно збільшує свою умовну в'язкість і набуває властивостей в'язко-пружного твердого тіла.
Слайд 6

Методи визначення в'я́зкості Метод Стокса Метод Оствальда

Методи визначення в'я́зкості

Метод Стокса
Метод Оствальда

Слайд 7

Метод Стокса Метод Стокса використовується в медицині: з реакції осідання еритроцитів

Метод Стокса

Метод Стокса використовується в медицині: з реакції осідання еритроцитів (РОЕ)

у плазмі крові судять про в'язкості плазми: чим в'язкість плазми більше, тим величина стовпа осіли за певний час еритроцитів менше. Для визначення коефіцієнта беруть високий циліндр з досліджуваною рідиною, на циліндрі є кільцева замітка вгорі.
Ця замітка відповідає тій висоті, де сили діють на кульку врівноважують один одного. Крім того на відстані l від верхньої мітки є така ж мітка внизу (для зручності відліку кінця падіння кульки). Кидаємо кулька в циліндр, відзначаємо за секундоміром час t п  рохожденія ним шляху l, звідки визначаємо швидкість падіння. Діаметр кульки визначаємо за допомогою мікрометра
Слайд 8

Метод Оствальда Прилади для вимірювання в’язкості рідин називаються віскозиметрами (від лат.

Метод  Оствальда

Прилади для вимірювання в’язкості рідин називаються віскозиметрами (від лат. viscosus

– в’язкий та грец. metréõ – вимірюю). Найбільш розповсюдженими є капілярні, ротаційні, з рухомою кулькою та ультразвукові віскозиметри. Розглянемо деякі з них.
1. Віскозиметр Оствальда – Пінкевича являє собою  -подібну скляну трубку (рис. 3.26). Одне коліно її має кулясте розширення 1, обмежене двома позначками для відліку об’єму досліджуваної рідини, і впаяний капіляр 2. Друге коліно з розширенням 3 призначене для зливання рідини, що протікає через капіляр. Спочатку в це коліно вливають вимірною піпеткою певний об’єм рідини (однаковий у дослідах з різними рідинами), а звідси за допомогою гумової груші 4 рідину засмоктують з розширення 1. Далі вимірюють час витікання цієї рідини через капіляр.
Оскільки рідина витікає внаслідок різниці рівнів у колінах віскозиметра (ця різниця є однаковою в дослідах з різними рідинами), то замість відношення тисків , під якими витікають рідини, можна взяти відношення їхньої густини
Слайд 9

Віскозиметр Оствальда

Віскозиметр Оствальда

Слайд 10

Тоді формула для визначення коефіцієнта в’язкості рідин відносним методом за допомогою

Тоді формула для визначення коефіцієнта в’язкості рідин відносним методом за допомогою

віскозиметра Оствальда – Пінкевича буде:
, або  ,
тобто:                                                    ,
де   та  – коефіцієнти кінематичної в’язкості досліджуваної та відомої рідини, відповідно. Отже, капілярним віскозиметром Оствальда–Пінкевича безпосередньо вимірюють кінематичну в’язкість рідини. Щоб забезпечити сталу температуру в дослідах, віскозиметр вміщують у термостат або велику посудину з водою заданої температури, яка підтримується сталою на протязі всього досліду. Густину досліджуваної рідини визначають пікнометром
Слайд 11

Ротаційний віскозиметр М.П. Воларовича Для визначення в’язкості рідин та повних реологічних

Ротаційний віскозиметр М.П. Воларовича

Для визначення в’язкості рідин та повних реологічних характеристик пластично-в’язких систем

широко застосовуються ротаційні віскозиметри. Ротаційний віскозиметр, запропонований М.П. Воларовичем складається з двох циліндрів – нерухомого (зовнішнього) 1 та рухомого (внутрішнього) 2, який обертається під дією вантажу 3, що падає донизу під дією сили тяжіння.